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鍍(dù)鋅鋼板焊接的工(gōng)藝方(fāng)法
時間:2016-11-01 來(lái)源:www.bingjilinji.com.cn
1.鍍鋅鋼電弧焊
鋅層的存在給鍍鋅(xīn)鋼的焊接帶來了一定困難,主要的問題有:焊(hàn)接裂紋及氣孔的敏感性(xìng)增大、鋅的蒸發及煙塵、氧化物夾渣及鍍鋅層熔化及破壞。其中焊接裂紋、氣孔和夾渣是最主要的問題。
1.1焊接性(xìng)
(1)裂紋
在焊接過程中,熔化的(de)鋅浮在(zài)熔池的表麵(miàn)或位於焊縫根部。由於(yú)鋅的熔點遠遠低於(yú)鐵,熔池中的鐵首先結晶,液態鋅會沿著鋼的(de)晶界滲入其中,導致晶間結合變弱。而且鋅與鐵(tiě)之間易形成金屬間(jiān)脆性化合物Fe3Zn10和FeZn10,進一步降低了焊縫金屬的塑(sù)性。因此在焊(hàn)接殘餘(yú)應力的作(zuò)用下易沿晶界裂開,形成裂紋。
1)影響裂紋敏感性的因素
①鋅層的厚度鍍鋅鋼的鋅層(céng)較薄,裂紋敏感性小,而熱鍍鋅鋼的鋅(xīn)層較(jiào)厚,裂紋敏感性(xìng)較大。
②工件厚度厚(hòu)度越大,焊接拘束應(yīng)力(lì)越大,裂(liè)紋敏感性(xìng)越大。
③坡口間隙(xì)間(jiān)隙越大,裂紋敏感(gǎn)性越大。
④焊(hàn)接方法用手工電弧焊焊接(jiē)時(shí)裂紋敏感性小(xiǎo),而用CO2氣體保護焊焊接時裂紋敏感(gǎn)性大一些(xiē)。
2)防止裂紋的方法
①焊前在鍍鋅板焊接處開坡口V、Y形或X型坡(pō)口,用氧乙(yǐ)炔或噴砂等(děng)方法去除坡口附近的鍍鋅層,同時控製(zhì)間隙不宜過大,一般1.5mm左(zuǒ)右。
②選用含Si量低的焊接材料。氣體保護焊時應采(cǎi)用含Si量(liàng)低的焊絲,手工焊(hàn)時采用鈦型、鈦鈣型焊條。
(2)氣孔
坡(pō)口附近的鋅層在電弧熱的作用下產生氧化(形成ZnO)及蒸發(fā),並揮發出(chū)白色煙塵和(hé)蒸氣,因此極易在焊縫中引(yǐn)起氣孔。焊接電流越大,鋅的蒸發越嚴重,氣孔敏感性越大。用鈦型、鈦鈣型焊條焊接時,在(zài)中等電流範圍內不易產生氣(qì)孔。而用纖維素型和低氫型焊條焊接時,小電流和大電流下均易產生氣孔。另外(wài)焊條角度應盡量控製在30°~70°範圍內。
(3)鋅的蒸發及煙塵
用(yòng)電弧焊焊接鍍鋅鋼板時,熔池附近的鋅層在電弧熱的作用下氧化成ZnO並蒸發,形成很大的煙塵。這(zhè)種煙塵中主要成分為ZnO,對工人的呼(hū)吸器官具有很大的(de)刺激作用,因(yīn)此,焊接時(shí)必(bì)須采取良好的通風(fēng)措施。在同樣(yàng)焊接規範下(xià),用氧化鈦(tài)型焊條焊接時所產生的煙塵量較(jiào)低,而低氫型焊條焊接時產生的煙塵量較大。
(4)氧化物夾渣
焊接電流較小(xiǎo)時,加熱過程(chéng)中(zhōng)形成的ZnO不(bú)易逸出,易造成ZnO夾渣。ZnO比較穩定(dìng),其熔點為1800℃。大塊狀的ZnO夾渣對焊縫塑性具有非常不利的影響。利用氧化鈦型焊條時,ZnO呈(chéng)細小均勻分布(bù),對塑性及抗拉強(qiáng)度(dù)影響都不大。而用纖維素型或氫型焊條時,焊縫內的(de)ZnO較大、較多,焊縫性能差。
1.2鍍鋅鋼(gāng)的焊接工藝
鍍鋅鋼可采用手工電弧焊、熔(róng)化極氣體(tǐ)保護焊、氬弧焊、電阻焊(hàn)等方法進行焊接。
(1)手工電弧焊
1)焊前準備
為了降低焊接煙塵,防止焊接裂紋及(jí)氣孔的產生,焊前除了開適當(dāng)的坡(pō)口(kǒu)外,還應(yīng)將坡口附近的鋅層去除。去除(chú)方(fāng)法可采用火焰烘烤或噴砂。坡口間(jiān)隙應盡量控製在1.5~2mm內,工件厚度較大時,可放寬到2.5~3mm。
2)焊條的選擇
焊條的選擇原則是焊縫金屬的力學性能盡量與母材相近,而且焊條熔敷金屬中含矽量應(yīng)控製在0.2%以下。
采(cǎi)用鈦(tài)鐵礦型焊條、氧化鈦型焊條、纖維素型焊條、鈦鈣型焊條和低氫型焊條焊接時(shí)所(suǒ)得到的接頭強度均可達到滿(mǎn)意的指標,見表1。但用低氫型焊條和纖維素型焊條焊接的焊縫中易產生夾渣和氣(qì)孔,因此一般不用。
對於低碳(tàn)鋼鍍鋅鋼板,應優先選用J421/J422或J423焊條。對於強度等級(jí)在500MPa以上的鍍(dù)鋅鋼(gāng)板,可選用E5001、E5003等型(xíng)號的焊條。對於強度在600MPa以上的鍍鋅鋼板,應選用E6013、E5503及E5513等型號的焊條。
焊接時,盡量采用短弧,不要使電弧擺,以防(fáng)止鍍(dù)鋅層熔化區域的擴大,保(bǎo)證工件的抗腐蝕性並降低(dī)煙塵量。
(2)熔(róng)化極氣體保護焊
可(kě)采用CO2氣體保護焊或(huò)者(zhě)Ar+CO2、Ar+O2等混合氣體(tǐ)保(bǎo)護焊進行焊接。保護氣體對焊縫中Zn的含(hán)量有(yǒu)明顯的影響,采用純CO2或CO2+O2時,焊縫中Zn的含量較高,而采用Ar+CO2或Ar+O2時(shí),焊縫(féng)中Zn的含量(liàng)較低。電流對焊(hàn)縫中Zn含(hán)量影(yǐng)響不大,隨(suí)著焊接電流的增(zēng)大(dà),焊縫中的Zn含量稍(shāo)有降低。
采用氣體保護焊焊接(jiē)鍍鋅鋼時,焊接煙塵要比手工電弧焊大得多,因此(cǐ)應(yīng)特別注意排風。影響煙塵量大小及成(chéng)分(fèn)的因素(sù)主要是電流和保(bǎo)護氣體。電流越大(dà),或保護氣體(tǐ)中CO2或O2含量越大(dà),焊接煙塵(chén)越大,而且煙塵中ZnO含量也(yě)增大,最大時(shí)ZnO的含(hán)量可(kě)達到(dào)70%左右。
在(zài)同樣的焊接規範下,鍍鋅鋼的熔(róng)深要比不鍍鋅的鋼板大。T形接頭、搭接接頭及向下立焊(hàn)的焊接氣孔敏感性較大,焊接速度越大越易產生氣孔;對於鍍鋅合金鋼,焊接速度的(de)影響尤其明顯。多道焊(hàn)時,後續焊道的氣孔(kǒng)敏感性大(dà)於前一道。
采用不同保護氣體焊接的鍍鋅鋼接頭的力學性能見表2。可(kě)見,保護氣體成分對接頭力學性能並沒有很大的影響,一般采用純CO2進行焊接。
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